Neues Buch: Detaillierte Analyse und Vergleich der Flugleistungen von Spitfire Mk I und Bf 109 E mithilfe von Computersimulationen

[Holtzauge]

Wer sich mit der Luftschlacht um England beschäftigt, weiß: Es existieren bereits unzählige Bücher über die Spitfire Mk I und die Bf 109 E. Warum also noch eines?

Weil dieses Buch einen anderen Ansatz wählt. Viele Werke beschreiben Entwicklung, Varianten, Einsätze und Piloten sehr ausführlich – doch sobald es um die tatsächliche Flugleistung geht, bleiben die Analysen oft oberflächlich.

Genau hier setzt dieses Buch an. Erstmals werden beide Flugzeuge auf Basis geprüfter und validierter Computersimulationen umfassend miteinander verglichen. Anstatt altbekannte Leistungsangaben zu wiederholen, untersucht das Buch, wie sich Spitfire und Bf 109 tatsächlich verhielten.

Analysiert wird das komplette Leistungsspektrum: Geschwindigkeit, Steigleistung, Beschleunigung, stationäre Wenderate und instationäre (momentane) Wenderate, Sturzflug sowie Energieverhalten im Flug. Dabei treten einige überraschende Erkenntnisse zutage – insbesondere im Bereich der Kurvenleistung, die bisher klar der Spitfire zugeschrieben wurde. Die Simulationen zeigen jedoch Ausnahmen, vor allem wenn die Bf 109 mit teilweise ausgefahrenen Landeklappen fliegt. Insgesamt bleibt die Spitfire zwar das wendigere Flugzeug, doch der Vorsprung war teils deutlich kleiner, als gemeinhin angenommen.

Das Buch untersucht außerdem mehrere hypothetische Szenarien: Wie hätte sich die Spitfire Mk I mit einer Tragfläche ähnlicher Größe wie der der Bf 109 verhalten? Und welchen Leistungszuwachs hätte die Bf 109 E erzielt, wenn sie statt ihres Niederdruck-Aluminiumkühlers ein Hochdruck-Kühlsystem nach Vorbild der Spitfire besessen hätte?

Diese Analyse geht tiefer als jede bisherige Veröffentlichung und beleuchtet Beschleunigung, Energierückhaltung, stationäre und instationäre Kurvenleistung, Sturz- und Steigflugverhalten sowie weitere Aspekte im Detail. Auch die häufig kritisierte Reichweite der Bf 109 E wird gründlich untersucht – mit dem Ergebnis, dass sie möglicherweise weniger begrenzt war, als oft dargestellt. Abschließend stellt das Buch die Frage, ob sich aus all diesen Faktoren ein Gesamtsieger bestimmen lässt.

Darüber hinaus bietet der Autor umfangreiche Hintergrundinformationen zum damaligen Stand der Luftfahrttechnik: Aerodynamik, Tragflächendesign, Motoren- und Propellertechnik, Kühlsysteme, Bewaffnung, Produktionsprozesse und vieles mehr.

405 Seiten, rund 140 Diagramme, Grafiken und Tabellen sowie etwa 100 Fotos:

WW2 Fighter Performance Volume 1: Design, Aerodynamics and Flight Performance for the Spitfire Mk I & Bf 109 E, Battle of Britain Era, von Anders F. Jonsson, ISBN 978-91-987748-1-8.

Weitere Informationen sowie eine vollständige visuelle Inhaltsübersicht finden sich auf der Website des Autors:

WW2 Aircraft – Military Aircraft Performance

 

[lutz_manne]

Na endlich. Ist ja nicht so dass die Alliierten genug Gelegenheiten gehabt hätten, die Bf 109 E testen zu können. :-)

 

[Holtzauge]

Nun, in meinem Buch zitiere ich einen bekannten britischen Bericht aus dem Zweiten Weltkrieg (RAE R&M 2361), der zwar durchaus einige gute Aspekte enthält, aber insgesamt etwas negativ gegenüber der Bf 109 eingestellt ist. Da ich jedoch ein neutraler Schwede bin, erhalten Sie von mir garantiert eine unvoreingenommene Bewertung!

 

[Kenneth]

Nun, in meinem Buch zitiere ich einen bekannten britischen Bericht…

Wäre angebracht gewesen, wenn Du schon im Anfangsbeitrag Dich als Autor bekannt gegeben hättest, so sieht es wie eine neutrale Bücheranmeldung aus.

 

[lutz_manne]

Bei Amazon gibts ja eine "Leseprobe". Nur leider nicht von Seiten des Inhalts. So kann man sich leider vor dem Kauf kein Bild machen. Seriös sieht anders aus. Gibts das Buch auch in Buchhandlungen, wo man vorher mal rein sehen kann?

PS: Aber nach den Regeln des Fernabsatzgesetzes kann man es ja zurück schicken. :-) Vielleicht schau ich es mir mal an.

 

[Holtzauge]

Leider wählt Amazon die angezeigten Seiten aus. Um Ihnen einen Eindruck vom Buchinhalt zu vermitteln, finden Sie auf meiner Homepage hier ein Vorschaubild:

WW2 Aircraft – Military Aircraft Performance

Natürlich sind die Details nicht erkennbar, aber genau das ist ja der Sinn der Sache!

Durch Hineinzoomen können Sie sich jedoch einen Überblick über die allgemeine Struktur des Buches, die Anzahl der Abbildungen und Diagramme usw. verschaffen.

Wenn Sie sich außerdem ein Bild von der Art des Buches machen möchten, können Sie auf meiner Homepage hier eine kostenlose Analyse im PDF-Format über die P-40 Warhawk und die A6M Zero herunterladen:

Documents 1 – Military Aircraft Performance

 

[Mercur]

Na ja, schon im 1. Weltkrieg zeigen sich deutliche Unterschiede in der Wahrnehmung
der Flugzeuge des Gegners. Jeder hielt den anderen als sehr viel besser so es sich da
um eine halbwegs moderne Konstruktion handelte und "überhöhte" deren Leistungen.
Immerhin konnte man so seine eigenen Erfolge Im Kampf nochmals betonen und so
ganz nebenbei die eigene Industrie zur Entwicklung noch besserer eigener Flugzeuge
"motivieren" denn diese hörte ja stets neue Forderungen von Seiten der Luftwaffen.

Dieser Eindruck wurde nicht selten durch erbeutete Flugzeuge verstärkt denn diese
wurden ja, falls noch flugfähig, eben mit dem deutlich besseren Sprit aus der alliierten
Herstellung geflogen was zumeist einige PS mehr erbrachte.
Zudem testete man so eben recht neue Flugzeuge an der Front so man sie erbeuten
konnte und keine alten und abgeflogenen Mühlen mit ausgeleierten Motoren wie es
ja nun mal nach einigen Wochen oder gar Monaten im Einsatz nun mal oft der Fall
war.

Nicht zuletzt spielte der Pilot eine entscheidende Rolle bei technisch halbwegs gleich-
wertigen Gegnern was man ja gerade bei der dsch. Luftwaffe und deren immer kürzer
werdenden Ausbildungsprogrammen für Jagdpiloten bis Anfang 1945 sehr gut sehen
kann.

Und schließlich das ganze "Drumherum" wie eben Radar, Flak-Unterstützung, kurze
Anflugwege, feste Flugplätze und vor allen Rettungsmöglichkeiten bei Abschuss.

Egal wie man es auch über ein ganzes Buch auswalzen möchte - die brit. Piloten hatten
nun mal eben mit der "Spit" und "Hurri" durchaus brauchbare Gegner für die Bf-109E
im Luftkampf, ein gutes Warnsystem, eine gut ausgebaute Infrastruktur ihrer Platze und
das im Verbund mit einer hohen Motivation und der Gewissheit über dem eigenen Land
zu kämpfen.
Zwar fehlte ihnen im Spätsommer 1940 dann ja bereits viele ihrer gut ausgebildeten
Vorkriegspiloten doch diese Lücken konnten sie erfolgreich durch (zumeist nicht wirklich
gut ausgebildete) neue Piloten und Ausländer durchaus schließen und produzierten ja
auch mehr und mehr Maschinen.
Die Deutschen konnten mit der Bf-109E ebenfalls ein gutes Flugzeug aufbringen das
keine allzu große Angst (aber doch etwas Respekt) vor den brit. Gegnern haben musste
und sie waren ja zudem ebenfalls sehr gut ausgebildet.
Doch ihnen fehlte das Frühwarnsystem und vor allem die Möglichkeit eigene Verluste
so schnell mit neuen Piloten und Maschinen wieder zu ergänzen.

 

[Holtzauge]

Ich sehe, dass Sie offenbar ein Interesse an Flugzeugen des Ersten Weltkriegs und deren Leistungsfähigkeit haben – in diesem Fall könnte dieses Buch vielleicht etwas für Sie sein?

WW1 aircr subpage books – Military Aircraft Performance

Was die Bedeutung des Piloten betrifft: Da stimme ich Ihnen vollkommen zu. Hier ist jedoch ein übersetzter Auszug von meiner Homepage:

„Viele Menschen, die sich im Luftkampf auskennen, werden darauf bestehen, dass der Pilot – und nicht das Flugzeug – den Ausgang entscheidet. Und der Pilot steht selbstverständlich im Mittelpunkt. Wie jeder gute Handwerker, der nicht seine Säge für ein schlechtes Ergebnis verantwortlich macht, wird auch ein guter Könner mit einem mittelmäßigen Werkzeug ein gutes Resultat erzielen. Diese Beobachtung ändert jedoch nichts an der Tatsache, dass, wenn zwei Piloten mit gleicher Fähigkeit aufeinandertreffen, derjenige im leistungsstärkeren Flugzeug zweifellos im Vorteil ist.

Hinzu kommt, dass selbst für einen Spitzenpiloten die Leistungsfähigkeit seines Flugzeugs wichtig ist, insofern er die Stärken der eigenen Maschine und die Schwächen des Gegners kennen muss. Eine grundlegende Unterscheidung ist hier die zwischen einem sogenannten Energy Fighter und einem Angles Fighter. Ersterer eignet sich besser für sogenannte Boom-and-Zoom-Angriffe in der Vertikalen, während Letzterer in dieser Hinsicht meist eingeschränkt ist, dafür aber in der Horizontalen mit engen Kurven dominiert.“

Kurz gesagt: Der Pilot steht im Zentrum. Aber dennoch hat der Pilot, der in einem leistungsstärkeren Flugzeug sitzt, einen Vorteil, wenn es zu einem Luftkampf unter gleichen Ausgangsbedingungen kommt und keiner der beiden überrascht und ohne Gegenwehr abgeschossen wurde.

Und genau darum geht es in meinem Buch: Wenn man tiefer gräbt und über alle alten, oft wiederholten Zahlen hinausgeht – welche Maschine war im Jahr 1940 in der Luftschlacht um England tatsächlich die bessere? Die Spitfire Mk I oder die Bf 109 E?

 

[JohnSilver]

Anders, das ist jetzt in diesem Thema offtopic, aber bei Deinem WW1-Buch ist ein fortlaufender (!) Fehler bei einem der Typen: es heißt Siemens-Schuckert.

 

[Holtzauge]

Anders, das ist jetzt in diesem Thema offtopic, aber bei Deinem WW1-Buch ist ein fortlaufender (!) Fehler bei einem der Typen: es heißt Siemens-Schuckert.

Gut aufgepasst, Robert, ich werde mein Buch so schnell wie möglich aktualisieren. Danke!

 

[AHDG]

Hallo Anders!

Ich habe zwei Fragen an Dich:
1) ist das Buch auch in germanische Sprachen verfasst? (schreibe absichtlich so)
2) Du schreibst, dass da unter anderem Kurvenleistung angesprochen wird. Daher möchte ich Folgendes wissen:
a) wurde es von Dir nach "Fuchs und Kopf",
b) oder nach "Friedmann" Verfahren berechnet?

(Ich meine selbst von Fa. BFW, wurde nur diesen zwei Berechnungsverfahren an gewannt.)

Vielen Dank im Voraus!

Gruß,
Stefan

 

[Holtzauge]

Hallo Anders!

Ich habe zwei Fragen an Dich:
1) ist das Buch auch in germanische Sprachen verfasst? (schreibe absichtlich so)
2) Du schreibst, dass da unter anderem Kurvenleistung angesprochen wird. Daher möchte ich Folgendes wissen:
a) wurde es von Dir nach "Fuchs und Kopf",
b) oder nach "Friedmann" Verfahren berechnet?

(Ich meine selbst von Fa. BFW, wurde nur diesen zwei Berechnungsverfahren an gewannt.)

Vielen Dank im Voraus!

Gruß,
Stefan

Hi Stefan,

Das Buch wurde von mir auf Englisch verfasst und ist leider nicht auf Deutsch erhältlich.

Was die Berechnung der Kurvenflugleistung angeht, verwende ich keine der von dir genannten Methoden. Stattdessen nutze ich ein C++-Programm, das ich im Rahmen meiner Masterarbeit für meinen MSc-Abschluss in Luftfahrttechnik entwickelt habe und das eine proprietäre Methode verwendet, die ich damals selbst erarbeitet habe.

In den beigefügten Seiten aus meinem Buch kannst du mehr darüber lesen; dort wird auch erklärt, wie die Kurvenleistungsberechnungen validiert wurden.

Für die Validierung der stationären Kurvenleistung hatte ich das Glück, einen mikroverfilmten Messerschmitt-Bericht zu finden, der sogar Daten für die Bf 109 E enthielt.

Für die momentane Kurvenleistung habe ich keine Daten für die Bf 109 E gefunden, aber ich hatte das Glück, Daten für die Bf 109 K-4 zu erhalten, ebenfalls von Messerschmitt selbst erstellt.

Und bitte beachte: Ich behaupte nicht, dass das von mir verwendete Simulationsmodell fehlerfrei ist. Aber wie du aus den beigefügten Seiten erkennen kannst, stimmt mein C++-Modell ziemlich gut mit den Messerschmitt-Daten überein.

Beste Grüße,

Anders

 

[AHDG]

Hallo Anders!


Es ist sehr schade, daß Dein Buch nur in Englisch gibt....

Bezüglich Berechnungsmethoden. Wie ich schon oben erwähnt habe und vermurte, daß Du sie in von Dir erwähnten Mtt - Mikrofilmen auch entdeckt hast (?), wüstest Du wahrscheinlich nicht, wie man sie nannte, gehe ich davon aus, wir reden jetzt über das Gleiches.

Also, nochmal...Mtt (und vermutlich auch die anderen Flgzg Hersteller in De) verwendeten nur diesen zwei Berechnungsverfahren - "Fuchs und Kopf" & "Friedmann" !

Ich bin zwar kein Eigentümer, denn mir wurde das auch zum Lesen ausgeliehen, aber in diesem "Technischen Bericht v. Mtt Nr. 17/40 das v. Hrr. Förschler" damals verfasst wurde, da
werden nicht nur o.g. Berechnungsverfahren erwähnt und mathematisch beschrieben, sondern auch einige Kurvenleistungsblätter wie z.B.:
Bf109E, F, Me 110, 210 od. 209 mit verschiedenen Motorisierung gezeigt.



Also, auf ca. 35 S. fast alles mathematisch beschrieben, natürlich mit allen dazugehörigen Formel(n) bzw. Kurvendiagrammen usw.

Daher wollte ich in meine o.g. Frage nur eins wissen, was Du für eine Berechnungsformel verwendet hast.

Ich bedanke mich für Deine freundliche Bereitstellung den o.g. Buchabschnitts! Dankeschön!

MfG,
Stefan

p.s. fast vergessen... in damaligen (nicht unter Geheimhaltung) 109E HB's tauchen folgenden Eingaben auf:


wenn's Dich interessiert, nÖ

 

[Holtzauge]

Hallo Stefan!

Vielen Dank für die Informationen! Ich habe bisher nur die Ausgabedaten aus Förschlers Bericht verwendet, da ich nicht manuell, sondern mit einer eigenen Simulationsmethode arbeite. Daher wusste ich nicht, dass die von den Messerschmitt-Ingenieuren in diesem Bericht verwendeten Methoden unter den Bezeichnungen „Fuchs-und-Kopf-Methode“ und „Friedmann-Methode“ bekannt sind.

Vielen Dank auch für die zusätzliche Seite zu den Kurvenradien. Woher stammt sie? Sie sieht anders formatiert aus als meine TB-Kopien. Könntest du aus dieser Quelle entnehmen, welcher Klappenwinkel und welche Triebwerksleistung bzw. Triebwerksleistungseinstellung zur Berechnung dieser Kurvenradien verwendet wurden?

 

[AHDG]

Das stammt aus "Baubeschreibung Nr.039 Me109E-3 mit BD601A. AG-Liste Nr.2341".
Höchstwahrscheinlich sind das die Unterlagen von s.g. Me 109E Präsentation-Mappe (?) bzw. Teil davon.... zumindest ich kann sie mit vorhandene "Mtt. AG. - Me 410 Präsentation-Mappe" vergleichen
und dies sieht ihr ähnlich aus.
Außer allgemeinen Flgzg.-Beschreibung, Konstruktion, Flugleistungsdaten, sowie Motordaten (knapp und kurz) findet man da nichts Besonderes.
Man findet da auch nicht den genauen Ausschlag (°) von'ne Landeklappen...leider.

 

[Holtzauge]

Okay, vielen Dank trotzdem für die Information. Ich besitze das besagte Dokument (AG Liste 2341) nicht, vermute aber, dass sich die Klappenwerte auf Klappenwinkel von 40 oder 45 Grad beziehen, da dies der maximale Wert ist, für den in den anderen Messerschmitt TB-Dokumenten, die ich gesehen habe, Kurvenberechnungen durchgeführt wurden.

 

[AHDG]

Moin Anders!

Ich glaube langsam, daß wir einfach aneinander vorbeireden und Du hast meine Frage erst gar nichts verstanden....lag wahrscheinlich an meine Vereinfachung.
OK. Ich versuche es ein wenig detaillierte zu erklären, was ich darunter meinte.

1) In alle zwei o.g. Berechnungsverfahren findet man kein einziges Blatt, wo man Kurvenberechnungen mit ausgefahrenen L-Klappen sieht.
2) In alle zwei o.g. Berechnungsverfahren findet man für JEDE Verfahren seine eigene Berechnungsgrundlage! D.h.:
a) Grundgleichungen f. "F &K" - Kurvenradius-Formel, Flugzeugschräglage-Formel, Winkelgeschwindigkeit-Formel, Wendezeit-Formel.
b) Grundgleichungen f. "Friedm" - Lastvielfaches-Formel, Kurvenradius-Formel, Winkelgeschwindigkeit-Formel, Wendezeit-Formel,
Mit Berücksichtigung des zweiten Gliedes werden noch weiteren Berechnungsformel genommen wie:
Sinkgeschwindigkeit, Geschw. d. Geradeausfluges, Geschw. d. Kurvenfluges, Hubgeschwindigkeit u. Steiggeschwindigkeit-Formeln.

D.h. in allen beiden Berechnungsverfahren hat man f. der gleichen Grundgleichung seine eigene dazugehörige Formel!
Noch einfacher ausgesprochen z.B.: "F & K" - Kurvenradius-Formel UNTERSCHEIDET SICH VON "Friedm"- Kurvenradius-Formel!
Daher kann man nur eine von beiden Berechnungsverfahren verwenden, in Bezug von Vergleichen - Spit vs. 109...in dem Falle - Kurvenradiusvergleich!
Dennoch wird das alles immer noch für die Katz sein, weil im Endeffekt heißt das - nach deutsche Berechnungsverfahren.

So, ich hoffe, Du verstehst, was ich darunter meine.

Andere Fall. Du hast dazu Deine eigenen Berechnungsverfahren entwickelt, dann muss sie wenigstens mit einer von o.g. beiden übereinstimmen, sonst
ist das auch für die Katz....meiner Meinung nach, nÖ

Fazit. So oder so, aber ich bin mir ziemlich sicher, daß Du noch von die Tommys Besuch bekommst, wo sie Dir ins Ohr schreiend sagen werden:
alles ist Quatsch, denn nur unsere Berechnungsverfahren sind korrekt! In dem Sinne wünsche ich Dir alles Gute für Vermarktung Deines Buches (ehrlich gemeint)!

Gruß,
Stefan

 

[Holtzauge]

Hallo Stefan!

Vielen Dank für die Klarstellungen. Vielleicht finde ich eines Tages auch die Zeit, mir die von dir erwähnten Formeln anzusehen, um genau zu verstehen, wie die Messerschmitt-Ingenieure zu ihren Berechnungen gekommen sind.

Wie du jedoch aus den Seiten meines Buches, die ich oben gepostet habe, erkennen kannst, war ich hauptsächlich an den tatsächlichen Zahlen in diesem TB-Bericht interessiert, um zu überprüfen, ob meine Methode zur Abschätzung der Kurvenflugleistung ausreichend genaue Ergebnisse liefert.

Was die „Tommies“ betrifft, die die Ergebnisse möglicherweise nicht mögen – nun, da könntest du recht haben, wir werden sehen. Aber bislang habe ich noch keinen „Engländer“ gesehen, der ausgerastet wäre.

Um es aber etwas ernster zu formulieren: Für praktische Zwecke kommt mein Buch ebenfalls (wie erwartet) zu dem Schluss, dass die Spitfire besser kurvte als die Bf 109. Alles andere würde die Gesetze der Physik brechen. Man muss bedenken, dass die Bf 109 nur dann eine Spitfire auskurven konnte, wenn sie ungefähr 40 Grad Klappen setzte – was das Ergebnis eher zu einer akademischen Angelegenheit macht, denn mit ausgefahrenen Klappen über London im Jahr 1940 herumzufliegen, wäre Selbstmord gewesen.

Allerdings denke ich, dass die „Jerries“ zwar erfreut sein werden, dass die Bf 109 in meinem Buch besser abschneidet als die Spitfire, wenn beide mit 87-Oktan-Kraftstoff betrieben werden, sie aber weniger glücklich über die Spitfire mit 100-Oktan-Kraftstoff sein dürften. Dieser verschaffte der Spitfire nämlich weitere 200–300 PS in Höhen unterhalb der Vollgashöhe. Das bedeutete, dass sie nicht nur besser kurvte, sondern auch besser stieg und schneller war als die Bf 109.

Selbst während der Zeit der Luftschlacht um England konnten die Bf-109-Piloten in niedrigen Höhen nur durch Teamarbeit hoffen, der 100-Oktan-Spitfire etwas entgegenzusetzen, denn aus flugleistungstechnischer Sicht war sie mit diesem Treibstoff in jeder Hinsicht überlegen.

Es lässt sich jedoch nicht leugnen, dass, wenn wir die Bf 109 E mit der Spitfire Mk I vergleichen und annehmen, dass beide mit 87-Oktan-Kraftstoff betrieben werden (was man als den fairsten Vergleich ansehen könnte), die Bf 109 sicherlich der bessere Jäger war.

Leider für die Luftwaffe hatte das Fighter Command der RAF bis zur Zeit der Luftschlacht auf 100-Oktan umgestellt, und die einzige leichte Beute, die übrig blieb, war die Hawker Hurricane…

Beste Grüße,

Anders

 

[AHDG]

Allerdings denke ich, dass die „Jerries“ zwar erfreut sein werden, dass die Bf 109 in meinem Buch besser abschneidet als die Spitfire, wenn beide mit 87-Oktan-Kraftstoff betrieben werden, sie aber weniger glücklich über die Spitfire mit 100-Oktan-Kraftstoff sein dürften. Dieser verschaffte der Spitfire nämlich weitere 200–300 PS in Höhen unterhalb der Vollgashöhe. Das bedeutete, dass sie nicht nur besser kurvte, sondern auch besser stieg und schneller war als die Bf 109.

Ooooh, da bewegst Du Dich wirklich auf seeeeehr dünnen Eis!
Wenn Du meist, daß man den gleichen Oktan Zahl v. x - y Land so einfach vergleichen kannst, liegst Du damit ganz daneben.
Zu damaliger Zeit gab verschiedenen Prüfverfahren was OZ betrifft und jedes Land hatte seinen eigenen Verfahren gehabt.
Hier als Beispiel:

und eine Bestätigung dazu:



Daher sollst Du in dem Bereich sehr aufpassen. Jedes Land hatte seinen eigenen Herstellungsverfahren für Flugbenzin, sowie dazugehörige chemische Beimischung verschiedenen Arten,
wie Iso-Paraffine, Butylen, Ähter, Bleitetraäthyl, Aromen usw., was wiederum auf Klopffestigkeit, Klopfneigung, Dampfdruck etc. auswirkte gehabt.

Wenn Du auf unsere Sprache lesen kannst, kann ich Dir soviel darüber zum Lesen ausleien...

 

[lutz_manne]

Die super Spitfire... unbesiegbar...
Nur ein Ausschnitt aus den JFV Teil 4/I zur I./JG 2.